Sabemos que la Vía Láctea se encuentra rodeada por docenas de galaxias enanas, de las cuales se cree que son reliquias de las primeras galaxias del universo. Ahora, un equipo de astrofísicos ha detectado que Tucana II, una de estas galaxias enanas, alberga más materia oscura de la que pensábamos.
El estudio, cuyo autor principal es Anirudh Chiti del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), fue publicado en Nature Astronomy.
Un halo de materia oscura
Tucana II, a 163.000 años luz de nosotros, es una de las galaxias enanas más primitivas conocidas, según la metalicidad de sus estrellas. Las estrellas con bajo contenido de metales probablemente se formaron muy temprano, cuando el universo aún no producía elementos pesados.
En este escenario, Chiti y su equipo pretendían descubrir si existía una población de estrellas aún más antiguas. Con ayuda del telescopio SkyMapper en Australia, el equipo diseñó un algoritmo para detectar estrellas pobres en metales. De esa manera, el algoritmo encontró nueve estrellas nuevas, alejadas del corazón de Tucana II.
Posteriormente, con ayuda de Gaia, se encontró que estas estrellas alejadas estaban orbitando el núcleo de la galaxia. En otras palabras, estaban unidas gravitacionalmente a pesar de la enorme distancia que las separaba. Sin embargo, la masa de Tucana calculada anteriormente parecía no ser suficiente como para producir una atracción tan grande. Esto significaba que allí había algo más que no estábamos tomando en cuenta: materia oscura.
«Sin materia oscura, las galaxias simplemente se separarían», dijo Chiti . «[La materia oscura] es un ingrediente crucial para hacer una galaxia y mantenerla unida».
Así, el equipo encontró que Tucana II tenía un halo de materia oscura de 10 millones de masas solares. Un número tres a cinco veces más grande de lo que se pensaba anteriormente. Si comparamos, la galaxia enana solo tiene una masa estelar de 3.000 masas solares.
«Tucana II tiene mucha más masa de lo que pensábamos, para unir estas estrellas que están tan lejos», dice el estudiante graduado del MIT Anirudh Chiti. «Esto significa que otras galaxias de primeras reliquias probablemente también tengan este tipo de halos extendidos».
«Esto de igual forma puede significar que las primeras galaxias se formaron en halos de materia oscura mucho más grandes a como se pensaba», dijo la astrofísica Anna Frebel del MIT. «Hemos pensado que las primeras galaxias eran las más pequeñas y débiles. Pero en realidad pueden haber sido varias veces más grandes de lo que imaginábamos, y no tan pequeñas después de todo».
¿Por qué tanta materia oscura?
Luego de estudiar las estrellas de Tucana II con datos del telescopio Magallanes, el equipo se dio cuenta que estaban divididas en dos poblaciones. Las más externas tienen menor metalicidad que las del centro. Esto sugiere que en algún momento pudo haber ocurrido una colisión con otra galaxia. En ese proceso, los halos de materia oscura de ambas galaxias pudieron haberse fusionado.
«Es posible que estemos viendo la primera señal de canibalismo galáctico», dijo Frebel . «Una galaxia puede haberse comido a una de sus ligeramente más pequeñas y primitivas vecinas, para luego derramar todas sus estrellas en las afueras».
La investigación demuestra que es posible observar el alcance de las galaxias enanas. Por lo tanto, el equipo planea usar sus técnicas para encontrar más galaxias de este tipo y estudiarlas. De hecho, ya hay dos candidatas: Segue 1 y Bootes I.
«Es probable que haya muchos más sistemas, quizás todos, que tengan estas estrellas parpadeando en las afueras», dijo Frebel.